[发明专利]一种基于三维网络结构的超分子凝胶

说明书

本发明属于超分子凝胶领域，具体涉及一种基于三维网络结构的超分子凝胶。所述凝胶包含肉桂酸尼古丁盐胶凝剂和分散在所述肉桂酸尼古丁盐胶凝剂中的香味物质和溶剂；其中，所述肉桂酸尼古丁盐胶凝剂是由一维纤维网络自组装形成的三维纤维网络结构。本发明特定的超分子凝胶体系综合匹配了尼古丁盐胶凝剂热稳定性、尼古丁释放温度区间、凝胶所固定的香味物质挥发性、溶剂的性质等因素。特别是，本发明将半挥发性香味物质固定在热稳定性好(T_gel值大)且在高温区间释放尼古丁(T_nic值较大)的肉桂酸尼古丁盐凝胶中，可以克服半挥发性香味物质在抽吸前段大量释出而抽吸后段香气淡薄的缺陷。

技术领域

本发明属于超分子凝胶领域，具体涉及一种基于三维网络结构的超分子凝胶。

背景技术

碱性尼古丁可以与有机酸的羧基反应生成尼古丁羧酸盐。尼古丁包含吡啶环和吡咯环，其中，吡咯环氮的碱性更强，倾向于与羧酸的羧基反应生成尼古丁盐，而吡啶环氮的碱性较弱，基本不能发生离子化作用，仅能通过氢键等非共价作用与羧酸结合。烟叶中天然含有各种羧酸尼古丁盐，按照形成尼古丁盐的酸碱比可将尼古丁盐分为1:1酸碱比、2:1酸碱比、3:1酸碱比尼古丁盐。其中，常见的尼古丁羧酸盐包括酒石酸尼古丁盐、肉桂酸尼古丁盐、苹果酸尼古丁盐、草酸尼古丁盐、苯甲酸尼古丁盐等。

研究表明，尼古丁盐释放尼古丁时发生两种复杂的化学反应：第一种反应包括解离和/或脱水以及羧酸阴离子的分解；第二种反应包括不同尼古丁形态间的质子转移，单质子化盐发生歧化反应转变为双质子盐和游离尼古丁的混合物，而游离尼古丁蒸发实现歧化反应平衡。实验证实，大多数尼古丁盐可在两个不同的温度范围(110-125℃和160-210℃)释放出尼古丁，其中，低温段的尼古丁来自尼古丁盐歧化反应形成的非质子化尼古丁，高温段的尼古丁来自上述歧化产物中的双质子化尼古丁进一步分解/解离得到的非质子化尼古丁。具体而言，各种尼古丁盐受热释放尼古丁的温度有3个区间：115℃左右(非质子化尼古丁(游离尼古丁)蒸发/挥发)、165℃左右(单质子化尼古丁盐的歧化)、200℃左右(双质子化尼古丁盐分解/解离)。

在电子烟或加热卷烟中均可直接添加合成的尼古丁盐以达到补充尼古丁量、获得与抽吸燃吸型卷烟相近生理感受的效果。如果烟叶加热温度超过250℃，烟气中的尼古丁含量就与燃吸型卷烟烟气中的相近。同时，烟叶加热温度不超过350℃时，产生和吸入的“有害和潜在有害成分(HPHCs)”相比燃吸型卷烟显著降低。重要的是，在250-300℃范围，尼古丁从非质子化(游离)尼古丁和羧酸尼古丁盐转移至气相的转移率是相当的。加热卷烟避免了烟草燃烧的高温，它们递送的尼古丁含量与燃吸型卷烟相近，但有害成分的平均含量更低。

加热卷烟目前的主要问题和缺陷：

加热卷烟不同于燃吸型卷烟的特点是：加热卷烟预热至工作温度(如300℃)所需时间较长，使得烟草段暴露在从125-250℃范围的时间较长，而尼古丁盐完全可以在此温度范围转移尼古丁至气相中，一方面，挥发性香味成分在预热阶段随着尼古丁的转移而大量蒸发进入气相而逸出烟支外，使得抽吸中后段香气衰减严重；另一方面，烟草本身含有大量多元羧酸尼古丁盐(如苹果酸和肉桂酸尼古丁盐)，在尼古丁盐释放尼古丁的同时，因多元羧酸本身的热稳定性较差，会因脱水或脱羧发生消除反应形成弱酸性产物如一元羧酸(如乙酸)，该过程中由于水分及酸度的缓慢累积而带来抽吸前段烟雾量小、烟气烫嘴、酸感明显等问题。